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丰田ASR(牵引力控制)系统及构成、工作原理介绍

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:丰田公司的ASR称作牵引力或驱动力控制系统,常用TRC—Traction Control System表示,其构成图3-28所示。ASR在汽车驱动过程中,ABS/TRC电控单元ECU根据各车轮转速传感器产生的车轮轮速信号,确定驱动车轮的滑转率和汽车的参考速度。TRC制动压力调节装置主要包括制动供能装置和TRC电磁阀总成,制动供能装置主要由电动泵和蓄能器组成,电磁阀总成中有三个二位二通电磁阀。左右后轮制动分泵中的液压由ABS执行器根据从ABS/TRC电控单元传送的信号来分别进行控制。

丰田ASR(牵引力控制)系统及构成、工作原理介绍

丰田公司的ASR称作牵引力或驱动力控制系统,常用TRC—Traction Control System表示,其构成图3-28所示。其中ASR(TRC)与ABS共用车轮转速传感器电子控制器ECU,只在通往驱动车轮制动轮缸的管路中增设一个ASR(TRC)制动压力调节装置,再由加速踏板控制主节气门上方增设一个由步进电动机控制的副节气门,并在主、副节气门处各设置一个节气门开度传感器,即可实现驱动防滑控制。

ASR(TRC)在汽车驱动过程中,ABS/TRC电控单元ECU根据各车轮转速传感器产生的车轮轮速信号,确定驱动车轮的滑转率和汽车的参考速度。当ECU判定驱动车轮的滑转率超过设定的极限值时,就使驱动副节气门的步进电动机转动,减小节气门的开度。此时,即使主节气门的开度不变,发动机的进气量也会因副节气门的开度减小而减少,使发动机的输出功率减小,驱动车轮上的驱动力矩就会随之减小。如果驱动车轮的滑转率仍未降低到设定的控制范围内,ECU又会控制TRC制动压力调节装置,对驱动车轮施加一定的制动压力,使制动力矩作用于驱动车轮,从而实现驱动防滑转的控制。

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3-28 丰田车系TRC的构成

1—右前车轮转速传感器2—比例阀和差压阀3—制动总泵4—ASR制动压力调节器5—左后车轮转速传感器6—右后车轮转速传感器7—发动机电控单元 8—ABS/ASR电控单元9—ASR关闭指示灯10—ASR工作指示灯11—ASR选择开关12—左前车轮转速传感器13—主节气门开度传感器14—副节气门开度传感器15—副节气门驱动步进电动机16—ABS制动压力调节器

(一)液压系统与制动执行器

1.ABS/TRC液压系统

ABS制动压力调节装置与TRC制动压力调节装置组成的液压系统,如图3-29所示。TRC制动压力调节装置主要包括制动供能装置和TRC电磁阀总成,制动供能装置主要由电动泵和蓄能器组成,电磁阀总成中有三个二位二通电磁阀。

2.TRC制动执行器

TRC制动执行器由一个液压泵总成和一个能将液压传送给制动分泵并能从车轮制动分泵中释放液压的制动执行器组成。左右后轮制动分泵中的液压由ABS执行器根据从ABS/TRC电控单元传送的信号来分别进行控制。

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3-29 ABS/TRC液压系统

1—TRC电磁阀总成 2—单向阀 3—压力开关 4—蓄能器 5—制动供能装置 6—电动泵 7—电动机 8—电磁阀Ⅰ 9—单向阀 10—ABS压力调节装置 11—左后驱动车轮 12—电磁阀Ⅳ 13—电磁阀Ⅱ 14—回液泵 15—储液器 16—电磁阀Ⅲ 17—电磁阀Ⅴ 18—右后驱动车轮

(1)液压泵总成 它由泵电动机和储压器两部分组成,如图3-30所示。

(2)制动执行器 制动执行器由储压器切断电磁阀、制动总泵切断电磁阀、储液缸切断电磁阀和压力开关或压力传感器四部分组成,如图3-31所示。

TRC制动系统执行器主要部件及其功能见表3-2。

3-2 TRC制动系统执行器主要部件及其功能

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(续)

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3-30 液压泵总成

1—TRC液压泵电动机继电器 2—蓄压器 3、7—泵电动机 4—高压氮气 5—蓄压器 6—制动液 8—电动机 9—泵

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3-31 TRC系统制动执行器总成

1—压力开关或压力传感器 2—储液缸切断电磁阀 3—储压器切断电磁阀 4—制动总泵切断电磁阀 5—阀门 6—柱塞 7—电磁阀

(二)副节气门及其驱动机构

副节气门及其驱动机构总成,如图3-32所示。副节气门执行器安装在节气门壳体上,它依据从ECU传送来信号控制副节气门的开闭角度,从而控制进入发动机空气量,达到控制发动机输出功率的目的。

副节气门执行器由永久磁体、传感线圈和旋转轴等组成。它是一种由从ECU发出的信号来控制的步进电动机。在旋转轴的末端安装着一个小齿轮(主动齿轮),它能带动安装在副节气门轴末端的凸轮轴齿轮旋转,以此来控制副节气门的开闭,其工作情况如图3-33所示。

副节气门开度传感器结构如图3-34a所示,它安装在副节气门轴上,其功用是将副节气门开启角度转换为电压信号,并通过发动机与自动变速器ECU将这些信号送给ABS/TRC电控单元。其内部结构如图3-34b所示。

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3-32 副节气门及其驱动机构

a)副节气门总成 b)副节气门执行器的结构

1—凸轮轴齿轮 2—主节气门 3—副节气门 4—主动齿轮 5—副节气门执行器 6—传感线圈 7—主动齿轮 8—旋转轴 9—永久磁体

978-7-111-51677-4-Chapter03-36.jpg(www.xing528.com)

3-33 TRC系统工作时副节气门运转状况

a)不运转,副节气门全开 b)半运转,副节气门打开50% c)全运转,副节气门全闭

副节气门开度传感器及与ECU的连接如图3-35所示。

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3-34 副节气门开度传感器及内部结构

a)安装位置 b)内部结构示意图

1—节气门壳体 2—主节气门开度传感器 3—副节气门开度传感器 4—副节气门 5—副节气门执行器 6—节气门开度信号触点 7—电阻片 8—怠速信号触点 9—怠速信号接触板

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3-35 副节气门开度传感器及与ECU的连接

(三)ABS/TRC控制系统电路

丰田公司的ABS/TRC控制系统电路如图3-36所示。主要由发动机和变速器电控单元、制动执行器、继电器、传感器及副节气门执行器等组成。

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3-36 丰田ABS/TRC控制系统电路

1—点火开关 2—ABS警告灯 3—制动灯开关 4—制动灯 5—制动警告灯 6—驻车制动开关 7—储液室液位开关 8—空档起动开关 9—P位指示灯 10—N位指示灯 11—TRC关闭开关 12—诊断插头Ⅰ 13—TRC关闭指示灯 14—TRC工作指示灯 15—发动机警告灯 16—诊断插头Ⅱ 17—主节气门开度传感器 18—副节气门控制电动机 19—副节气门开度传感器 20—发动机和变速器电控单元 21—右前轮车速传感器 22—左前轮车速传感器 23—右后轮车速传感器 24—左后轮车速传感器 25—制动压力调节装置 26—左后调压电磁阀 27—右后调压电磁阀 28—调压电磁阀继电器 29—左前调压电磁阀 30—右前调压电磁阀 31—电动回液泵 32—电动回液泵继电器 33—TRC电动供液泵 34—TRC电动供液泵继电器 35—副节气门控制步进电动机继电器 36—压力开关 37—TRC隔离电磁阀总成 38—储液室隔离电磁阀 39—制动主缸隔离电磁阀 40—储能器隔离电磁阀 41—TRC制动主继电器

(四)TRC系统的工作过程

TRC系统的工作过程如图3-37所示。

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3-37 TRC系统电子控制与液压管路图

1—液位开关 2—制动主缸 3—比例阀和平衡阀 4—制动主缸隔离电磁阀 5—压力开关 6—TRC隔离电磁阀总成和TRC制动供能总成 7—限压阀 8—蓄能器 9—电动供液泵 10—蓄能器隔离电磁阀 11—储液室隔离电磁阀 12—副节气门控制步进电动机 13—TRC工作指示灯 14—TRC关闭指示灯 15—副节气门开度传感器 16—主节气门开度传感器 17—发动机和自动变速器电控单元 18—ABS/TRC电控单元 19—右后制动轮缸 20—右后车速传感器 21—右后调压电磁阀 22—后回液泵 23—后储液器 24—左后调压电磁阀 25—左后车速传感器 26—左后制动轮缸 27—右前制动轮缸 28—右前车速传感器 29—右前调压电磁阀 30—前回液泵 31—前储液器 32—左前调压电磁阀 33—左前车速传感器 34—左前制动轮缸 35—制动压力调节装置

1.正常制动过程(TRC不起作用)

正常制动时,TRC制动执行器的所有电磁阀都断开。在这种情况下,踩下制动踏板时,制动总泵产生的制动液压通过制动总泵切断电磁阀以及ABS执行器中的3位电磁阀,对车轮制动分泵起作用。当放松制动踏板时,制动液从车轮制动分泵中流回制动总泵。以上过程可以用表3-3加以说明。

3-3 正常制动时各电磁阀和阀门的状态

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2.汽车加速过程(TRC起作用)

如果汽车后轮在加速过程中滑转,ABS/TRC电控单元就会控制发动机输出功率以及对后轮进行制动,以避免发生滑转的情况。TRC执行器中所有电磁阀都在从电控单元传来的信号控制下全部接通。各电磁阀和阀门的状态可用表3-4来说明。

3-4 TRC系统工作时各电磁阀和阀门的状态

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左右后轮制动器中的液压被分别控制为三种状态:压力升高、压力保持和压力降低。

(1)压力升高 当踩下加速踏板而后轮开始滑转时,TRC执行器中所有电磁阀都在从电控单元传来的信号控制下全部接通。同时,ABS执行器的3位电磁阀的开关也被置于“压力升高”状态。在这种情况下,制动总泵切断电磁阀被接通(关状态),储压器切断电磁阀也被接通(开状态)。这就使得储压器中被加压的制动液通过储压器切断电磁阀和ABS执行器的3位电磁阀,对车轮制动分泵产生作用。当压力开关检测到储压器中压力下降(不管TRC运转与否)时,ECU就控制并打开TRC泵来升高压力。

(2)压力保持 当后轮制动分泵中的液压升高或降低到规定值时,系统就将进入“压力保持”状态。这种状态的变换是由ABS执行器的3位电磁阀开关来完成的。这样就防止了储压器中的压力溢出,保持了车轮制动分泵中的液压。

(3)压力降低 当需要降低后轮制动分泵中的液压时,ABS/TRC电控单元就将ABS执行器的3位电磁阀开关置于“压力降低”状态。这就使车轮制动分泵中液压通过ABS执行器的3位电磁阀和储液缸切断电磁阀流回制动总泵的储液罐中。其结果是制动液压降低,同时ABS执行器的泵电动机处于不运转状态。

(五)车轮转速控制过程

ECU不断地从四个车速传感器接收信号并不断地计算每个车轮的速度,同时根据两个前轮速度估算出汽车的行驶速度,然后设置目标转速。如果在湿滑路面上突然踩下加速踏板,而后轮(驱动轮)开始滑转,那么后轮的转动速度就会超过目标控制速度,于是ECU就向副节气门执行器传送关闭副节气门的信号。同时也向TRC制动执行器传送信号,使之给后制动分泵提供高压的制动液。ABS执行器的3位电磁阀通过开关转换控制后轮制动分泵压力,从而防止车轮滑转。

在起动和加速过程中,如果后轮滑转,那么它们的速度将于前轮的速度不一致,ABS/TRC电控单元检测到这一情况后,就使TRC系统工作。

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